Teknologi baru dapat membantu orang yang lumpuh untuk berbicara kembali
Ilmuwan hampir menemukan teknologi yang menggunakan pengkodean otak dan perintah kontrol otot untuk memungkinkan orang yang kehilangan kemampuan berbicara karena kelumpuhan untuk berbicara lagi.
Penelitian terbaru yang dipimpin oleh Northwestern University di Evanston, IL, menemukan bahwa otak menghasilkan suara ucapan dengan cara yang mirip dengan cara otak mengontrol gerakan tangan dan lengan.
Penemuan ini semakin mendekatkan hari ketika orang-orang yang lumpuh - seperti individu dengan "sindrom terkunci" - akan dapat berbicara melalui "antarmuka mesin-otak" hanya dengan mencoba mengucapkan kata-kata.
Makalah tentang pekerjaan sekarang ditampilkan di Jurnal Ilmu Saraf.
Tim memperkirakan teknologi menggunakan pengkodean suara otak sendiri bersama dengan perintah yang mengontrol otot di bibir, lidah, langit-langit, dan kotak suara untuk memproduksinya.
Lebih 'intuitif' daripada teknologi Hawking
Sistem seperti itu, penulis menjelaskan, akan lebih "intuitif" daripada yang digunakan oleh fisikawan terkenal Stephen Hawking, yang meninggal awal tahun ini pada usia 76 tahun.
Hawking mengidap penyakit langka yang disebut amyotrophic lateral sclerosis yang membuatnya lumpuh dan tidak dapat berbicara secara alami untuk sebagian besar hidupnya.
Namun, berkat antarmuka komputer yang bisa dia kendalikan dengan menggerakkan pipinya, dia bisa menulis kata dan kalimat yang kemudian dibacakan oleh speech synthesizer.
Meskipun metode ini berhasil, namun lambat dan melelahkan. Itu tidak mengartikulasikan pidato yang dikodekan dan dikirim oleh otak ke otot-otot yang membuat suara.
Sebaliknya, ini mengharuskan orang tersebut melalui proses yang lebih mirip dengan menulis; mereka harus berpikir, misalnya, tentang bentuk tertulis dari kata-kata dan kalimat yang ingin mereka ucapkan, bukan hanya suara mereka.
'Fonem dan gerakan artikulatoris'
Studi ini mengejar model produksi ucapan yang terbagi dalam dua bagian: formulasi fonem, dan "isyarat artikulatori."
Yang pertama adalah proses hierarkis untuk memecah kalimat, frasa, kata, dan suku kata menjadi suara, atau fonem individual. Yang kedua adalah produksinya melalui kontrol otot yang mengartikulasikan saluran vokal. Sampai pekerjaan ini, tidak diketahui bagaimana otak sebenarnya merencanakan dan merepresentasikannya.
"Kami berhipotesis," kata penulis studi senior Dr. Marc W. Slutzky, seorang profesor neurologi dan fisiologi, "area motorik bicara di otak akan memiliki organisasi yang mirip dengan area motorik lengan di otak."
Dia melanjutkan dengan menjelaskan bahwa mereka mengidentifikasi dua area otak yang terlibat dalam produksi ucapan, melaporkan, “Korteks precentral merepresentasikan gerakan ke tingkat yang lebih besar daripada fonem. Korteks frontal inferior, yang merupakan area bicara tingkat tinggi, mewakili fonem dan gerak tubuh. "
Dia dan rekan-rekannya membuat penemuan saat mempelajari aktivitas otak pada orang dengan elektroda yang ditanamkan di otak mereka saat mereka menjalani operasi untuk mengangkat tumor. Para pasien harus sadar selama operasi karena mereka harus membaca kata-kata dari layar.
Penulis menjelaskan:
"Temuan ini menunjukkan bahwa produksi wicara memiliki struktur organisasi kritis yang serupa dengan pergerakan bagian tubuh lainnya."
"Ini memiliki implikasi penting," mereka menyimpulkan, "baik untuk pemahaman kita tentang produksi ucapan dan untuk desain antarmuka mesin-otak untuk memulihkan komunikasi kepada orang-orang yang tidak dapat berbicara."
Berdasarkan hasil mereka, mereka sekarang berencana untuk membangun algoritma antarmuka otak-mesin yang, serta gerakan decoding, juga akan dapat membentuk kata-kata dengan menggabungkannya.
